(57)【要約】【課題】簡単な構成で反応カートリッジ内からの腐食性ガスの流出を防いで耐圧容器等の腐食の問題を解消することができる圧力バランス型反応器を提供すること。【解決手段】外筒として設けられた耐圧容器２２と、該耐圧容器２２内に内筒として設けられた反応カートリッジ２１とで２重筒体として構成され、前記耐圧容器２２を貫通するノズル３７を前記反応カートリッジ２１内へ挿入して成る圧力バランス型反応器２において、前記反応カートリッジ２１の上端から絞り部３６を、前記ノズル３７の外周との間に所定隙間Ｓを確保しつつ、立ち上げ、該絞り部３６の上端開口部を介して反応カートリッジ２１の内部Ａとその周囲に前記耐圧容器２２との間に形成される環状空間Ｂとを連通せしめる。【選択図】図２
2005177539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外筒として設けられた耐圧容器と、該耐圧容器内に内筒として設けられた反応カートリッジとで２重筒体として構成され、前記耐圧容器を貫通するノズルを前記反応カートリッジ内へ挿入して成る圧力バランス型反応器において、
前記反応カートリッジの上端から絞り部を、前記ノズルの外周との間に所定隙間を確保しつつ、立ち上げ、該絞り部の上端開口部を介して反応カートリッジ内とその周囲に前記耐圧容器との間に形成される環状空間とを連通せしめたことを特徴とする圧力バランス型反応器。
【請求項２】
前記反応カートリッジの絞り部と前記ノズルとの間の隙間を流れるガスの流速を０．０５ｍ／ｓ以上に設定したことを特徴とする請求項１記載の圧力バランス型反応器。
【請求項３】
前記反応カートリッジの絞り部と前記ノズルとの間の隙間を流れるガスの圧力損失を０．０５ｋＰａ以上に設定したことを特徴とする請求項１又は２記載の圧力バランス型反応器。
【請求項４】
前記反応カートリッジの絞り部の上端高さ位置を、前記耐圧容器の上面に被着されたフランジの内部若しくはそれよりも高い位置としたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の圧力バランス型反応器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超臨界水反応装置等の高圧反応装置に備えられる圧力バランス型反応器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機物を超臨界水中において酸化分解する方法は知られている。即ち、この方法は、超臨界水の反応媒体的性質を利用した超臨界水反応により、従来技術では分解することが困難であった難分解性の有害なＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニール）、ダイオキシン、有機塩素系溶剤等の有機物を分解して二酸化炭素、水、無機塩等の無害な生成物に転化する方法である。
【０００３】
ここで、超臨界水とは、超臨界状態、つまり水の臨界点を超えた状態にある水を言い、具体的には、水の臨界温度（３７４．１℃）以上の温度で、且つ、水の臨界圧力（２２．０４ＭＰａ）以上の圧力下にある状態の水を言う。
【０００４】
而して、超臨界水は、有機物を溶解する溶解能が高く、有機化合物に多い非極性物質をも完全に溶解することができる一方、金属、塩等の無機物に対する溶解能は著しく低い。又、超臨界水は、酸素や窒素等のガスと任意の割合で混合して単一層を構成することができる。
【０００５】
ところで、超臨界水処理を行う超臨界水反応装置は、超臨界水を収容する反応器を備え、該反応器内に被処理液を導入してこれを酸化剤によって酸化分解するが、反応器内での反応圧力は非常に高く、有機物中に塩素等のハロゲン原子が含まれている場合には、腐食性の高いハロゲン化水素が発生する。従って、反応器には、高い耐圧性のみならず、高い耐食性が要求される。このため、反応器の肉厚を厚くしてその耐圧強度を高めるとともに、反応器全体を例えばチタン（Ｔｉ）等の高価な耐食性材料で構成する必要があり、反応器のコストが非常に高くなってしまう。
【０００６】
そこで、図６に示すような圧力バランス型反応器１０２が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
即ち、図６は従来の圧力バランス型反応器１０２の断面図であり、図示のように、この圧力バランス型反応器１０２は、外筒として設けられた耐圧容器１２２と、該耐圧容器１２２内に内筒として設けられた反応カートリッジ１２１とで２重筒体として構成され、反応カートリッジ１２１の内部Ａは超臨界水反応の反応域を構成している。
【０００８】
又、耐圧容器１２２と反応カートリッジ１２１との間に形成される環状空間Ｂは、反応カートリッジ１２１の上部にノズル１３７との間に形成される開口部１２１ａを介して反応カートリッジ１２１の内部Ａに連通している。
【０００９】
而して、斯かる圧力バランス型反応器１０２において、例えば有機物質を超臨界水中で酸化分解する場合には、ライン１１５を通る空気（又は酸素）の一部がライン１１４を通って耐圧容器１２２と反応カートリッジ１２１の間の環状空間Ｂに供給されるとともに、残りの空気（又は酸素）はライン１１３，１１６及びノズル１３７を通って反応カートリッジ１２１の内部Ａに供給される。ここで、前述のように、反応カートリッジ１２１の内部Ａと環状空間Ｂとは開口部１２１ａを介して互いに連通しているため、両者Ａ，Ｂの圧力がバランスし、反応カートリッジ１２１には高い反応圧力がそのまま作用せず、該反応カートリッジ１２１を薄肉化してそのコストダウンを図ることができる。
【００１０】
ところが、上記従来の圧力バランス型反応器１０２においては、反応カートリッジ１２１内での反応によって発生した腐食性の強いガス（例えば、ハロゲン化水素等）が開口部１２１ａから反応カートリッジ１２１外へと流出し、このガスによって耐圧容器１２２の内壁等が腐食されるという問題が発生する。
【００１１】
そこで、図７に示すように、反応器２０２の耐圧容器２２２と反応カートリッジ２２１とを開口部を介して連通させず、両者を各々独立した密閉容器として構成し、圧力バランス用の空気をライン２２６を通ってノズル２３７から反応カートリッジ２２１の内部Ａに導入するとともに、ライン２５６から環状空間Ｂに供給して両者Ａ，Ｂの圧力をバランスさせる提案がなされている（特許文献２参照）。
【００１２】
【特許文献１】特許第３３６８４１０号公報
【特許文献２】特開２００１−２３２３８２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献２に記載された反応器２０２の構成では、反応カートリッジ２２１の内部Ａに供給される空気の圧力（流量）と環状空間Ｂに供給される空気の圧力（流量）を流量制御装置２７２，２７４及び流量調節弁２７８，２８２を各々独立に制御して反応カートリッジ２２１の内部Ａの圧力と環状空間Ｂの圧力をバランスさせる必要があるため、その制御が複雑であるという問題点があった。
【００１４】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、簡単な構成で反応カートリッジ内からの腐食性ガスの流出を防いで耐圧容器等の腐食の問題を解消することができる圧力バランス型反応器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、外筒として設けられた耐圧容器と、該耐圧容器内に内筒として設けられた反応カートリッジとで２重筒体として構成され、前記耐圧容器を貫通するノズルを前記反応カートリッジ内へ挿入して成る圧力バランス型反応器において、
前記反応カートリッジの上端から絞り部を、前記ノズルの外周との間に所定隙間を確保しつつ、立ち上げ、該絞り部の上端開口部を介して反応カートリッジ内とその周囲に前記耐圧容器との間に形成される環状空間とを連通せしめたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記反応カートリッジの絞り部と前記ノズルとの間の隙間を流れるガスの流速を０．０５ｍ／ｓ以上に設定したことを特徴とする。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記反応カートリッジの絞り部と前記ノズルとの間の隙間を流れるガスの圧力損失を０．０５ｋＰａ以上に設定したことを特徴とする。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記反応カートリッジの絞り部の上端高さ位置を、前記耐圧容器の上面に被着されたフランジの内部若しくはそれよりも高い位置としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、反応カートリッジの上端から絞り部を立ち上げ、この絞り部とノズルの外周との間に所定隙間を形成したため、反応カートリッジ内での反応によって発生した腐食性の強いガスの外部への流出が絞り部による絞り効果によって防がれ、このガスによる耐圧容器等の腐食が防がれる。
【００２０】
具体的には、反応カートリッジの絞り部とノズルとの間の隙間を狭くし、該隙間を反応カトリッジ内に向かって流れるバランス用ガスの流速を０．０５ｍ／ｓ以上、好ましくは０．２ｍ／ｓ以上、より好ましくは０．５ｍ／ｓ以上に設定すれば、反応カートリッジ内での反応によって発生した腐食性の強いガスの外部への拡散が確実に防がれる。
【００２１】
又、反応カートリッジの絞り部とノズルとの間の隙間を狭くし、該隙間を反応カトリッジ内に向かって流れるバランス用ガスの圧力損失を０．０５ｋＰａ以上、好ましくは０．２ｋＰａ以上、より好ましくは０．５ｋＰａ以上に設定すれば、耐圧容器と反応カートリッジとの間に形成される環状空間の圧力を、反応カートリッジ内の圧力よりも、前記圧力損失に相当する分だけ小さくすることができる。この圧力差により万が一反応カートリッジにピンホールが生じたとしても、環状空間に存在する空気がそのピンホールから反応カートリッジ側に流入するようになり、反応カートリッジ内の腐食性ガスが環状空間に流出せず、従って、耐圧容器の腐食防止に関してより安全性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２３】
先ず、本発明に係る圧力バランス型反応器を備える超臨界水反応装置の基本構成及び作用を図１に示すフローシートに基づいて説明する。
【００２４】
図１に示す超臨界水反応装置１は、超臨界水を収容する耐圧密閉型の圧力バランス型反応器２を備え、該反応器２内に被処理液を導入してこれを酸化剤によって酸化分解する装置であって、反応器２の内部に超臨界水域と亜臨界水域を形成する２ゾーン方式を採用している。即ち、反応器２の上部には、超臨界水を滞留させている超臨界水域が形成され、この超臨界水域では超臨界条件が維持されている。そして、反応器２の下部には、亜臨界水域が仮想的界面を介して形成され、この亜臨界水域には水の臨界温度よりも低い温度の亜臨界水が滞留している。
【００２５】
又、本実施の形態に係る超臨界水反応装置１は、超臨界水反応に供する被処理液を前記反応器２に供給する供給系統として、インバータ制御又はストローク制御によって吐出量の調整が可能な被処理液ポンプ３と、酸化剤及び圧力バランス用ガスとしての空気を圧送するための空気圧縮機４とを備えている。
【００２６】
そして、前記被処理液ポンプ３の吐出側から導出する被処理液管５は、前記反応器２の上部に接続され、前記空気圧縮機４の吐出側から導出する空気送入管６からは２本の空気送入枝管７，８がそれぞれ分岐されており、一方の空気送入枝管７は反応器２の上部に接続され、他方の空気送入枝管８は反応器２の下部に接続されている。
【００２７】
又、前記反応器２の底部には補給水管９が接続されており、必要に応じて補給水が補給水管９を経て反応器２内に補給される。尚、補給水を不図示の加熱器によって所望の温度に加熱するようにしても良い。
【００２８】
更に、本実施の形態に係る超臨界水反応装置１には、被処理液の反応器２への送入流量を調整することによって反応器２内の反応温度を所定値（例えば、５５０℃）に制御するための温度制御装置（ＴＣ）１０が設けられている。この温度制御装置１０は、温度計（ＴＩ）１１によって計測された反応器２内の温度に基づいて前記被処理液ポンプ３の吐出量を調整することによって、反応器２内の反応温度を所定の範囲（例えば、５５０℃〜６５０℃）の設定値に制御するものである。
【００２９】
而して、本実施の形態に係る超臨界水反応装置１においては、有機物を含む被処理液は、前記被処理液ポンプ３によって被処理液管５を経て前記反応器２に送入され、前記空気圧縮機４によって前記空気送入管６へと吐出される空気の一部は、酸化剤として前記空気送入枝管７を経て反応器２内の上部に送入され、残りの空気は、前記空気送入枝管８を経て反応器２内の底部に圧力バランス用として送入される。
【００３０】
酸化剤である空気と共に反応器２内に供給された被処理液は、後述するノズル３７（図３参照）を用いることにより空気によって下方に向けてアトマイジングされ、反応器２内の超臨界水域に噴霧される。そして、噴霧された処理液中の例えば有機塩素系化合物は、超臨界水域における超臨界水反応によって瞬時に酸化分解される。超臨界反応の結果、被処理液に含有された有機塩素系化合物は、主としてハロゲン化水素と無害な水と二酸化炭素に転化して処理流体と共に超臨界水域から処理流体管１２を通って反応器２外へと排出される。又、超臨界水域の超臨界水中に固形物として析出する塩Ｅ（図２参照）は、反応器２内下部の亜臨界水域に沈降する。そして、塩Ｅが溶解している亜臨界水は、排水として亜臨界水域から排水管１３を通って反応器２外へと排出される。
【００３１】
ここで、前記処理流体管１２は反応器２の上部から導出し、その途中には中和急冷部１４が設けられており、この中和急冷部１４において注入管１５から処理流体にアルカリ水溶液が注入されることによって、処理流体に含まれるハロゲン化水素が中和されるとともに、処理流体が所定温度（４５０℃以下、好ましくは３５０℃以下）に中和冷却される。
【００３２】
ところで、処理流体管１２の前記中和冷却部１４の下流側には、中和冷却された処理流体を更に冷却する冷却器１６と、反応器２内の圧力を設定値（例えば、２３ＭＰａ）に制御する圧力制御弁１７と、処理流体をガスと液体とに分離するための気液分離器１８が順次設けられている。
【００３３】
ここで、上記圧力制御弁１７の開度は圧力制御装置（ＰＣ）１９によって制御されるが、該圧力制御装置１９は、圧力計（ＰＩ）２０によって計測された反応器２内の圧力（実際には、処理流体管１２を流れる処理流体の圧力）に基づいて前記圧力制御弁１７の開度を調整する。
【００３４】
次に、本発明に係る前記圧力バランス型反応器２の構成の詳細を図２〜図４に基づいて説明する。
【００３５】
図２は圧力バランス型反応器の縦断面図、図３は図２のＸ部（ノズル先端部）拡大詳細図、図４は図３のＹ−Ｙ線断面図である。
【００３６】
本発明に係る圧力バランス型反応器２は、内筒である反応カートリッジ２１と外筒である耐圧容器２２とで２重筒体として構成され、反応カートリッジ２１と耐圧容器２２との間の環状空間Ｂに圧力バランス用ガスを供給することによって反応カートリッジ２１の内部Ａの圧力と環状空間Ｂの圧力をバランスさせるものである。尚、圧力バランス型反応器の詳細は特許文献１（特許第３３６８４１０号公報）に記載されている。
【００３７】
円筒状の前記耐圧容器２２の上下端に一体に形成されたフランジ２２ａ，２２ｂには、蓋体としてのフランジ２３，２４が間にシールリング（図示せず）をそれぞれ介在させて複数のボルト（図示せず）とこれに螺合するナット（図示せず）によって気密に取り付けられており、該耐圧容器２２は耐圧密閉型の縦型容器を構成している。尚、本実施の形態では、耐圧容器２２やフランジ２３，２４はＣｒＭｏ鋼で構成されている。
【００３８】
そして、耐圧容器２２の内部には、縦型密閉式の前記反応カートリッジ２１が同心状に収容されており、この反応カートリッジ２１内の上部には、超臨界水を滞留させている超臨界水域が形成され、下部には、亜臨界水域が仮想的界面を介して形成されている。
【００３９】
尚、本実施の形態では、反応カートリッジ２１はチタン又はチタン合金等で構成されている。
【００４０】
又、下方の前記フランジ２４には、前記空気送入枝管８、前記排水管１３及び前記補給水管９がそれぞれ貫設されており、空気送入枝管８は反応カートリッジ２１と耐圧容器２２の環状空間Ｂの下部に開口し、排水管１３と補給水管９は反応カートリッジ２１の内部Ａに開口している。
【００４１】
更に、反応カートリッジ２１の上部には前記処理流体管１２が接続されている。
【００４２】
ところで、上方の前記フランジ２３の中央部にはガイド筒３２が挿通立設されており、このガイド筒３２のフランジ２３から上方へ延出する上端に取り付けられたフランジ３２ａには蓋体３３が複数のボルト（図示せず）とこれに螺合するナット（図示せず）によって気密に取り付けられている。
【００４３】
他方、前記反応カートリッジ２１の頂部には円孔状の開口部２１ａが形成されており、この開口部２１ａには縦方向に長い円筒状の絞り部３６が接続され、この絞り部３６は、前記ガイド筒３２内を上方へと延び、その上端はフランジ２３よりも上方のガイド筒３２内の上部に開口している。従って、反応カートリッジ２１の内部Ａと前記環状空間Ｂとは、絞り部３６及び開口部２１ａを介して互いに連通しており、これによって両者Ａ，Ｂの圧力はバランスしている。この結果、反応カートリッジ２１には高い反応圧力がそのまま作用せず、該反応カートリッジ２１の肉厚を薄くして、その軽量化とコストダウンを図ることができる。尚、本実施の形態では、絞り部３６の上端高さ位置をフランジ２３よりも上方のガイド筒３２内の上部に開口させたが、フランジ２３内に開口させても良い。
【００４４】
そして、前記蓋体３３にはノズル３７が貫通固定されており、このノズル３７は前記絞り部３６内を通って下方へと延び、反応カートリッジ２１内の上部に開口する開口部２１ａから反応カートリッジ２１内へと挿入されており、その先端部（下端部）は反応カートリッジ２１内の中心上部に開口している。従って、反応カートリッジ２１の上部から上方へ立ち上がる絞り部３６内には、ノズル３７との間に円筒状の狭い隙間Ｓが上下方向に形成されており、この隙間Ｓは開口部２１ａを介して反応カートリッジ２１の内部Ａに連通している。
【００４５】
ここで、図３及び図４に示すように、ノズル３７は３つのパイプ３７ａ，３７ｂ，３７ｃによって３重管構造を成しており、その内部には３つの通路３８，３９，４０が形成されている。そして、パイプ３７ａ内に形成される中心の通路３８には前記被処理液管５が接続され、その外側の環状の通路３９には補助燃料供給管４１（図２参照）が接続され、最外側の環状の通路４０には前記空気送入枝管７が接続されている。
【００４６】
而して、有機物を含む被処理液は、被処理液管５からノズル３７の通路３８へと供給され、酸化剤としての空気は、空気送入枝管７からノズル３７の通路４０へと供給される。尚、当該超臨界水反応装置１の起動初期には、前記補助燃料供給管４１からＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の補助燃料がノズル３７の通路３９へと供給される。
【００４７】
従って、反応器２の反応カートリッジ２１内には、ノズル３７の先端部から被処理液と空気及び起動初期には補助燃料が供給されるが、被処理液は、空気によって下方に向けてアトマイジングされ、反応カートリッジ２１内の超臨界水域に噴霧される。そして、前述のように、噴霧された処理液中の例えば有機塩素系化合物は、超臨界水域における超臨界水反応によって瞬時に酸化分解される。超臨界反応の結果、被処理液に含有された有機塩素系化合物は、主としてハロゲン化水素と無害な水と二酸化炭素に転化して処理流体と共に超臨界水域から処理流体管１２を通って反応カートリッジ２１外へと排出される。又、超臨界水域の超臨界水中に固形物として析出する塩Ｅは、反応カートリッジ２１内下部の亜臨界水域に沈降する。そして、塩Ｅが溶解している亜臨界水は、排水として亜臨界水域から排水管１３を通って反応カートリッジ２１外へと排出される。
【００４８】
ところで、有機物中に塩素等のハロゲン原子が含まれている場合には、腐食性の高いハロゲン化水素が発生するが、本発明に係る圧力バランス型反応器２においては、反応カートリッジ２１の上端から絞り部３６を立ち上げ、この絞り部３６とノズル３７の外周との間に上下方向に長い円筒状の狭い隙間Ｓを形成したため、反応カートリッジ２１内での反応によって発生した腐食性の強いガスの外部への流出が絞り部３６による絞り効果によって防がれ、このガスによる耐圧容器２２等の腐食が防がれる。
【００４９】
具体的には、反応カートリッジ２１の絞り部３５とノズル３７との間の隙間Ｓを狭くし、該隙間Ｓを反応カトリッジ２１の内部Ａに向かって流れるバランス用ガスの流速を０．０５ｍ／ｓ以上、好ましくは０．２ｍ／ｓ以上、より好ましくは０．５ｍ／ｓ以上に設定すれば、反応カートリッジ２１内での反応によって発生した腐食性の強いガスの外部への拡散が確実に防がれる。
【００５０】
又、反応カートリッジ２１の絞り部３６とノズル３７との間の隙間Ｓを狭くし、該隙間Ｓを反応カトリッジ２１内Ａに向かって流れるバランス用ガスの圧力損失を０．０５ｋＰａ以上、好ましくは０．２ｋＰａ以上、より好ましくは０．５ｋＰａ以上に設定すれば、環状空間Ｂの圧力を反応カートリッジ２１内の圧力よりも前記圧力損失に相当する分だけ小さくすることができる。この圧力差により万が一反応カートリッジ２１にピンホール（微小な貫通孔）が生じたとしても、環状空間Ｂに存在するバランス用ガスがそのピンホールから反応カートリッジ２１側に流入するようになり、反応カートリッジ２１内の腐食性の強いガスが環状空間Ｂに流出せず、従って、耐圧容器２２の腐食防止に関してより安全性を高めることができる。
ここで、本実施の形態に係る圧力バランス型反応器２と従来の圧力バランス型反応器の諸元と運転条件を対比して表１にそれぞれ示す。
【００５１】
【表１】
2005177539.tif 000003
上記諸元の圧力バランス型反応器を用いて前記運転条件下で運転を行ったところ、本実施の形態に係る圧力バランス型反応器２においては、反応カートリッジ２１外への腐食性ガスの漏洩は認められなかったが、従来例に係る圧力バランス型反応器においては、反応カートリッジ外への腐食性ガスの漏洩が認められた。
【００５２】
ところで、以上は超臨界水域と亜臨界水域とを反応カートリッジ内に形成する２ゾーン方式を採用する圧力バランス型反応器に対して本発明を適用した形態について述べたが、本発明は反応カートリッジ内の全体が超臨界水域を形成する圧力バランス型反応器に対しても同様に適用することができる。その例を図５に示す。
【００５３】
即ち、図５は別形態に係る圧力バランス型反応器２’の断面図であり、図示の圧力バランス型反応器２’、外筒としての耐圧容器２２’と、該耐圧容器２２’内に内筒として設けられた反応カートリッジ２１’との２重筒体として構成され、反応カートリッジ２１’の内部Ａは超臨界水域を形成している。
【００５４】
そして、反応カートリッジ２１’は、薄肉の有蓋有底円筒体として例えばチタン又はチタン合金等の耐食性の高い材質で構成され、その底部と耐圧容器２２’の底部との間に多少の隙間を有するように複数の脚２１ａ’を介して耐圧容器２２’内に設置されている。
【００５５】
ところで、反応カートリッジ２１’の上部からは縦方向に長い円筒状の絞り部３６’が上方に立設されており、該絞り部３６’の上端はフランジ２３’の内部に開口している。従って、耐圧容器２２’と反応カートリッジ２１’との間の環状空間Ｂは、絞り部３６’を介して反応カートリッジ２１’の内部Ａに連通しており、両者Ａ，Ｂの圧力はバランスしている。
【００５６】
而して、本実施の形態に係る圧力バランス型反応器２’においても、反応カートリッジ２１’の上部から立ち上げられた前記絞り部３６’とノズル３７’の外周との間には上下方向に長い円筒状の狭い隙間Ｓが形成されているため、反応カートリッジ２１’内での反応によって発生した腐食性の強いガスの外部への流出が絞り部３６’による絞り効果によって防がれ、このガスによる耐圧容器２２’等の腐食が防がれる。
【００５７】
具体的には、前記実施の形態と同様に、反応カートリッジ２１’の絞り部３６’とノズル３７’との間の隙間Ｓを狭くし、該隙間Ｓを反応カトリッジ２１’の内部Ａに向かって流れるバランス用ガスの流速を０．０５ｍ／ｓ以上、好ましくは０．２ｍ／ｓ以上、より好ましくは０．５ｍ／ｓ以上に設定すれば、反応カートリッジ２１’内での反応によって発生した腐食性の強いガスの外部への拡散が確実に防がれる。
【００５８】
又、反応カートリッジ２１’の絞り部３６’とノズル３７’との間の隙間Ｓを狭くし、該隙間Ｓを反応カトリッジ２１’の内部Ａに向かって流れるバランス用ガスの圧力損失を０．０５ｋＰａ以上、好ましくは０．２ｋＰａ以上、より好ましくは０．５ｋＰａ以上に設定すれば、耐圧容器２２’の腐食防止に関してより安全性を高めることができる。
【００５９】
尚、本実施の形態に係る圧力バランス型反応器２’においては、反応カートリッジ２１’の内部Ａから環状空間Ｂを通って反応器２’外へ処理液を流出させる処理流体管１２’と、環状空間Ｂ内の前記処理流体管１２’に設けられた中和急冷部１４’と、環状空間Ｂに空気を挿入する空気送入枝管８’を備えている。そして、前記中和急冷部１４’には注入管１５’が接続されており、この注入管１５’から処理液にアルカリ水溶液が注入される。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、有機物を含む被処理液を超臨界水処理するための超臨界水反応装置に備えられる圧力バランス型反応器のならず、他の任意の反応装置に備えられる圧力バランス型反応器に対しても同様に適用可能であって、その利用範囲は広範に渡る。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る圧力バランス型反応器を備える超臨界水反応装置の構成を示すフローシートである。
【図２】本発明に係る圧力バランス型反応器の縦断面図である。
【図３】図２のＸ部（ノズル先端部）拡大詳細図である。
【図４】図３のＹ−Ｙ線断面図である。
【図５】本発明の別形態に係る圧力バランス型反応器の縦断面図である。
【図６】従来の圧力バランス型反応器の断面図である。
【図７】従来の圧力バランス型反応器の模式的断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１            超臨界水反応装置
２，２’      反応器
３            被処理液ポンプ
４            空気圧縮機
５            被処理液管
６            空気送入管
７，８，８’  空気送入枝管
９            補給水管
１０          温度制御装置（ＴＣ）
１１          温度計（ＴＩ）
１２，１２’  処理流体管
１３          排水管
１４，１４’  中和急冷部
１５，１５’  注入管
１６          冷却器
１７          圧力制御弁
１８          気液分離器
１９          圧力制御装置（ＰＣ）
２０          圧力計（ＰＩ）
２１，２１’  反応カートリッジ
２２，２２’  耐圧容器
２３，２３’  フランジ
３６，３６’  絞り部
３７，３７’  ノズル
Ａ            反応カートリッジ内部
Ｂ            環状空間
Ｓ            絞り部とノズルとの間の隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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